«Uno de los desafíos de muchos materiales autorreparables actuales es que no son transparentes y no funcionan de manera eficiente cuando están mojados», afirma Benjamin Tee, profesor adjunto de ciencia e ingeniería de materiales en la Universidad Nacional de Singapur.
«Estos inconvenientes los hacen menos útiles para aplicaciones electrónicas como las pantallas táctiles, que a menudo deben utilizarse en condiciones de humedad.
«Con esta idea en mente, empezamos a estudiar las medusas: son transparentes y pueden percibir el entorno húmedo. Así que nos preguntamos cómo podríamos crear un material artificial que imitara la naturaleza resistente al agua de las medusas y que, además, fuera sensible al tacto», afirma Tee, quien lleva muchos años trabajando en pieles electrónicas y formó parte del equipo que desarrolló los primeros sensores de piel electrónica autorreparables en 2012.
«Esperamos crear un futuro en el que los dispositivos electrónicos... puedan repararse por sí mismos para reducir la cantidad de residuos electrónicos en el mundo».
Los investigadores crearon un gel compuesto por un polímero a base de fluorocarbono y un líquido iónico rico en flúor. Al combinar ambos, la red polimérica interactúa con el líquido iónico mediante interacciones ion-dipolo altamente reversibles, lo que le permite repararse sola.
«La mayoría de los geles poliméricos conductores, como los hidrogeles, se hinchan al sumergirse en agua o se secan con el tiempo al aire», afirma Tee. «Lo que diferencia nuestro material es que puede conservar su forma tanto en entornos húmedos como secos. Funciona bien en agua de mar e incluso en medios ácidos o alcalinos».
Para crear la piel electrónica, el equipo imprimió el material en forma de circuitos electrónicos. Al ser un material blando y elástico, sus propiedades eléctricas cambian cuando se toca, se presiona o se estira.
«Entonces podemos medir este cambio y convertirlo en señales eléctricas legibles para crear una amplia gama de aplicaciones de sensores», afirma Tee, quien también pertenece al Instituto Biomédico de Investigación y Tecnología para la Salud Global de la NUS.
«La posibilidad de imprimir nuestro material en 3D también ofrece potencial para crear placas de circuitos totalmente transparentes que podrían utilizarse en aplicaciones robóticas. Esperamos que este material sirva para desarrollar diversas aplicaciones en nuevos tipos de robots blandos».
Los robots blandos y, en general, la electrónica blanda buscan imitar los tejidos biológicos para que sean más flexibles desde el punto de vista mecánico en las interacciones entre personas y máquinas. Además de las aplicaciones convencionales de los robots blandos, la tecnología impermeable del material permite diseñar robots anfibios y dispositivos electrónicos resistentes al agua.
Otra ventaja de esta piel es su potencial para reducir los residuos.
«Cada año se generan en todo el mundo millones de toneladas de residuos electrónicos procedentes de dispositivos como teléfonos móviles o tabletas averiados. Esperamos crear un futuro en el que los dispositivos electrónicos fabricados con materiales inteligentes puedan repararse por sí mismos para reducir la cantidad de residuos electrónicos en el mundo», afirma Tee.
Tee y su equipo esperan explorar otras posibilidades del material. «Actualmente, aprovechamos las propiedades integrales del material para fabricar dispositivos optoelectrónicos novedosos, que podrían utilizarse en muchas interfaces nuevas de comunicación entre personas y máquinas», afirma.
El estudio se publica en Nature Electronics. Entre los coautores adicionales hay investigadores de la Universidad Tsinghua y de la Universidad de California en Riverside.
